ANÁLISIS COMPARATIVO ENTRE MÉTODO ANALÍTICO CLÁSICO E INSTRUMENTAL; MÉTODO ANALÍTICO E INSTRUMENTACIÓN INSTRUMENTACIÓN ANALÍTICA; ANALIZADORES DE PROCESOS Y DE LABORATORIOS. García Medel Paola Libertad (Alumna), Dulce María Barradas B arradas Dermitz (Catedrática), Análisis instrumental instrumental (Asignatura), Ingeniería Bioquímica Bioquímica (IBQ) Instituto Tecnológico de Veracruz
RESUMEN Se realizó una investigación bibliográfica para conocer las diferencias y semejanzas entre: el método analítico clásico y método analítico instrumental; método analítico e instrumentación analítica; analizadores de proceso y analizadores de laboratorio, a través de libros electrónicos y visitas continuas a la biblioteca del ITVer, contrastando sus diferencias de manera resumida y clara de acuerdo a lo que logré interpretar de los libros consultados, presentando los resultados en tres cuadros comparativos marcando aspectos importantes de cada uno de ellos.
INTRODUCCIÓN La química analítica, tiene gran importancia en los laboratorios y también en los procesos a gran escala, de ahí la importancia de conocer los tipos de métodos y técnicas que se utilizaran en cada proceso, y tener claro las diferencias entre el instrumento que se ocuparan para realizar un análisis, ya sea un instrumentador de procesos o uno de laboratorio. Aun sabiendo esta información, el analista requiere consultar de la literatura las técnicas más idóneas para poder realizar un buen análisis. El objetivo de este reporte fue recopilar información acerca del método analítico y la instrumentación analítica, los métodos analíticos clásicos y los métodos analíticos instrumentales, y los analizadores de procesos procesos y de laboratorio, marcando sus diferencias, diferencias, y semejanzas entre cada uno de ellos.
DESARROLLO -
METODOLOGÍA
Para la realización de este reporte, primero realice la búsqueda de información en libros de la biblioteca, posteriormente posteriormente para ampliar la información, información, también realice búsquedas en libros libros en línea, artículos y algunas ponencias para obtener información bastante amplia, realice varias lecturas y de ahí extraje la información más relevante (para mí), y la plasme en el marco teórico de este trabajo, y acorde a lo que entendí, elaboré cuadros comparativos, tomando información textual de la literatura y de mis palabras para realizar el contraste de los temas.
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MARCO TEÓRICO
Para Menéndez (2008), el método analítico es la “adaptación variada de técnica para llevar a
cabo una determinación definida. Por ejemplo, usar un método gravimétrico para la determinación
de la cantidad materia particulada ambiental en una muestra de polvo real; es decir, adaptamos una técnica para una determinación específica ”. Por otro lado la instrumentación se refiere a la producción y suministro de información (Valcárcel, 2001). La instrumentación analítica de campo se revela como una herramienta potente y de gran utilidad para disminuir el tiempo necesario para la ejecución de un proyecto y el coste, y hace más eficaz la caracterización de emplazamientos y los procesos de remediación, al permitir manejar un mayor número de datos analíticos con el mismo presupuesto (Pernía et alia, 2003). De estas dos primeras definiciones, hay que resaltar que un método no es lo mismo que una técnica, la técnica es un “principio científico básico utilizado para
obtener información sobre la composición de la materia. Ej.: gravimetría, volumetría, potenciometría; es decir, medida concreta de materia” (Menéndez, 2008).
Ahora bien, regresando a los métodos analíticos, la elección de un método para el análisis de una substancia compleja exige un buen juicio y un conocimiento profundo de las ventajas y las limitaciones de las diversas herramientas de la Química Analítica (Skoog, 2002). Los métodos que utiliza la química analítica para la caracterización de la materia suelen clasificarse en químicos e instrumentales (Hernández, 2002). Los métodos químicos (clásicos) están basados en interacciones materia-materia, esto es, en reacciones químicas (Hernández, 2002). A su vez, los métodos analíticos clásicos se clasifican en cuantitativos y cualitativos (Nieto, s.f.). Si bien los métodos analíticos clásicos se basan en reacciones químicas, los métodos instrumentales, están basados en interacciones materia — energía (Hernández 2002). Los métodos instrumentales utilizan un instrumento más o menos complejo para evaluar una propiedad física o fisicoquímica del sistema objeto de estudio. (Petit, 2011). Como los métodos analíticos clásicos tienen una clasificación, los métodos analíticos instrumentales se clasifican, de acuerdo con Hernández (2002), en ópticos, electroquímicos y otros. Los métodos instrumentales utilizan un instrumento más o menos complejo para evaluar una propiedad física o fisicoquímica del sistema objeto de estudio (Petit, 2011). De acuerdo con Menéndez (2008), los métodos instrumentales, presentan una gran rapidez y posibilidad de automatización: -
Sensibilidad. Nos permite analizar concentraciones muy bajas. Con ellos se mejora la selectividad.
Los métodos instrumentales, requieren de dispositivos que les ayuden y faciliten las mediciones pertinentes y apropiadas a la muestra y/o proceso, basando en información existente en la literatura, estos instrumentos se conocen como analizadores. De manera general, se ha definido a un analizador como “receptor sensorial, con sus conexiones centrales, mediante el que se produce la diferenciación de los estímulos sensoriales” (Bennington, 2000). Pero para el ámbito de la química
analítica se puede definir de varias maneras, dependiendo de los diferentes autores como por ejemplo: “Un analizador es un sistema que realiza (prácticamente) todas las operaciones del proceso
analítico: las que separan las muestra brutas de los resultados; está compuesto de dispositivos, aparato e instrumentos” (Valcárcel, 2001) y “un analizador es un instrumento que permite medir la concentración de algún o algunos componentes de una muestra” (Fuentes, 1997).
Existen diversas clasificaciones para los analizadores, sin embargo en este trabajo hablaremos de los analizadores de proceso y los analizadores de laboratorio (off-line). Los analizadores de procesos: “Son
dispositivos automáticos adaptados a unos entornos concretos y diseñados para llevar a cabo de forma continua o periódica la medida de uno o más parámetros físicos o químicos. Suelen estar provistos de sistemas de muestreo automáticos que toman la muestra, la preparan y trasladan hasta el analizador en el
menor tiempo posible; con los resultados obtenidos, se toman decisiones respecto al desarrollo del proceso industrial. Las características más importantes de los analizadores de procesos se relacionan con la selectividad, exactitud, sensibilidad, linealidad, tiempo de respuesta y estabilidad de los mismos: - Selectividad. Estos sistemas deben tener carácter específico, o en su defecto una alta selectividad. - Exactitud y precisión. Deben ser suficientes para asegurar un control eficaz del proceso. - Sensibilidad y linealidad. El sistema debe ser capaz de detectar el analito a los niveles a los que se encuentra el proceso. - Tiempo de respuesta. El sistema debe llevar a cabo los análisis y ofrecer los resultados en el menor tiempo posible, para permitir una corrección rápida del sistema. - Estabilidad. Un analizador de procesos debe ser fácil de calibrar y permanecer estable en un intervalo de tiempo suficientemente amplio ” (Valcárcel, 2001).
Por otra parte los analizadores de laboratorio, se conocen también como analizadores fuera de línea. La ubicación de estos analizadores es ambientes fuera del proceso, donde puedan ser controlados, la gran mayoría del tiempo, las personas que están al frente del manejo, son especialistas calificados (Lemus, 2004) y aunque aparentemente son de bajo costos, son lentos a diferencia de los analizadores de procesos (Valcárcel, 2001). Estos analizadores siguen una ruta que parte desde la muestra, siguiendo con el transporte, análisis, comunicación y toma de decisiones (Colaiocco, 2011). Y como no se localizan cerca o dentro del proceso, la toma de decisiones puede tardar.
RESULTADOS En base a la información encontrada y con datos adicionales de Nieto (s.f.), presento el siguiente cuadro comparativo, resumiendo y contrastando los métodos analíticos clásicos con los métodos analíticos instrumentales:
CARACTERISITICA
METODO ANALITICO CLÁSICO
METODO ANALITICO INSTRUMENTAL Tipo de interacción Materia-materia Materia-energía Tipo de medición Miden directamente la masa Miden magnitudes directamente relacionadas con la masa Tipos de técnicas Gravimetría, volumetría Ópticos, electroquímicos, otros Precisión Mayor precisión Menor precisión Selectividad Variada, dependiendo el tipo de Variada, dependiendo el tipo técnica de técnica Rapidez Menor Mayor Grado de dificultad Fácil De fácil a complejo 1 Costos Poco costosos y fáciles de adquirir Costosos Tabla 1. Cuadro comparativo entre los diferentes métodos analíticos
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Podría parecer, en principio, que los métodos químicos son más económicos que los instrumentales y, si bien, esto es cierto, en cuanto al material, no lo es tanto en relación con el tiempo necesario para llevarlos a la práctica ni en relación con el personal, pues, en contra de lo que pueda parecer a primera vista, se precisa mayor tiempo de adiestramiento para utilizar un método clásico, que para aprender a manejar un instrumento. Esto hace que los métodos instrumentales sean rentables para trabajos en serie (Nieto, s.f.).
Con la información recopilada en relación con los tipos de analizadores y con información adicional de Lemus (2004), presento un cuadro comparativo marcando las diferencias entre los tipos de analizadores reportados en este trabajo (analizadores de laboratorio y de procesos). CARACTERISITCA Especificidad de especie a analizar Calibración Tipo de personal Grado de dificultad Tiempo de trabajo Procesamiento de muestras
ANALIZADOR DE PROCESO Muy especifico
ANALIZADOR DE LABORATORIO Poco especifico
No necesitan calibración frecuentemente Cualquiera que sepa interpretar lo datos arrojados en un pantalla Simples y robustos 24 horas/ 7 días En línea con el sistema
Antes de cada análisis Personal calificado
Complejos y delicados 8 horas/ 5 días Manualmente, fuera del sistema Ubicación En, dentro y sobre la línea de Fuera del proceso proceso (laboratorios) Tabla 2. Cuadro comparativo entre los diferentes tipos de analizadores
CONCLUSIONES De este reporte aprendí que existen varios métodos analíticos pero que también existe la instrumentación analítica y que actualmente se está utilizando más la instrumentación analítica porque es más rápido que realizar un método, sin embargo ambas van de la mano ya que para realizar la instrumentación analítica, antes o después de la evaluación del proceso se tuvo que recurrir a algún tipo de método analítico, por ejemplo gravimetría o volumetría, que son las técnicas más representativas de los métodos analíticos por no mencionar otros. También aprendí que existen varios tipos de analizadores como los de laboratorio y los de procesos, aunque existen otras formas de clasificar a los analizadores. Pienso que el analizador de proceso tiene una mayor ventaja en comparación con el analizador de laboratorio o fuera de línea, ya que este último tiene que irrumpir en el proceso para poder llevar acabo el análisis propio del proceso, y el analizador de proceso es más practico ya que puede o no salir de la línea de proceso pero inmediatamente se puede reincorporar a la línea y estos analizadores de procesos, lo puede utilizar cualquier persona que pueda interpretar los datos arrojados en la pantalla del analizador de proceso.
REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS Bennington, J, 2000, Diccionario enciclopédico del laboratorio clínico , Ed. Médica panamericana, España. Colaiocco, Silvia 2011, “Tecnologías analíticas de proceso en la industria farmacéutica” ponencia
presentada en la XIV Jornada de Actualización Farmacéutica Puerto La Cruz, Marzo-2011, consultado: 11 febrero 2013, http://fefarven.org.ve/portal/images/files/Ponencia_PAT_Industria_Farmac%C3%A9utica.pdf Eyssautier, M, 2006, Metodología de la investigación: desarrollo de la inteligencia , 5ta edición Cengage Learnig Editores, México, DF. Fuentes, X, 1997, Bioquímica clínica y patología molecular vol.1, 2da edición, Ed. Reverte, Barcelona, España. Hernández, L, & González, C, 2002, Introducción al análisis instrumental , 1era edición, Editorial Ariel, España. Lemus, 2004, Métodos automáticos y analizadores de proceso. Consultado, 11 de febrero de 2013, http://www.google.com.mx/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=1&ved=0CC8QFjAA& url=http%3A%2F%2Fwww.uclm.es%2Fprofesorado%2Fjmlemus%2FT03.ppt&ei=jKIZUd6YCObOyAG45oCADw&usg=AFQjCNGkPEqYVzQsPYLXgQ4DBlm0AVhT 7A&bvm=bv.42261806,d.aWc,%20consultado%2011%20de%20FEB%202013 Menéndez, F, 2008, Higiene industrial. Manual para la formación del especialista , 7ma edición, Editorial Lex Nova, España. Nieto, ML, s.f., María de Lourdes Nieto Peña-UV [página web], consultado: 11 de febrero de 2013, http://instrumentalesuv.com/files/A%20Instrumental_nov.pdf Pernía, JM, Mulas, & Fernández-Canteli, P, 2003, Hidrogeología y aguas subterráneas, suelos contaminados y riesgos geológicos, Instituto geológico y minero de España, Madrid, España. Petit Domínguez, M, 2011, María Dolores Petit Domínguez-UAM [pagina web], consultado: 10 de Febrero de 2013, http://www.uam.es/personal_pdi/ciencias/petit/TEMA%201.pdf Skoog D & West D, 2002, Introducción a la química analítica, editorial Reverte, Barcelona, España. Skoog, D, Crouch, S & Holler, J, 2008, Principios de análisis instrumental, 6ta edición, Cenange Learnig Editores, México, DF. Valcárcel, M, 2001, Automatización y miniaturización en química analítica, Editorial Springer, España.
